复合材料学报

作者：张鸿宇, 钱震, 牛波, 张亚运, 龙东辉,

关键词：热防护材料, 纤维针刺预制体, 酚醛气凝胶, 力学性能, 断裂机制,

分别以低密度玻璃纤维、石英纤维、碳纤维针刺预制体为增强体，制备出不同的纤维针刺预制体增强酚醛气凝胶复合材料(NF/PA)，研究了纤维种类对材料力学性能及断裂行为的影响。结果表明：酚醛气凝胶与纤维预制体形成良好的界面结构，微观上呈现“珠串”状三维开孔网络结构特征，因而复合材料具有较低的密度(0.45 g/cm³)和室温热导率(0.046~0.067 W/(m·K))。在拉伸与压缩过程中，基于NF/PA明显的塑性形变现象，分析了裂纹扩展过程中材料所吸收的能量，发现纤维种类会显著影响界面特性进而影响材料断裂和失效机制。其中，碳纤维的界面结合强度小于酚醛气凝胶极限剪切应力，在断裂过程中纤维先与酚醛气凝胶脱粘，表现为“滑脱界面”；玻璃纤维与石英纤维界面结合强度大于酚醛气凝胶极限剪切应力，在断裂过程中酚醛气凝胶先被破坏，表现为“粘性界面”。相较于玻璃纤维、石英纤维，碳纤维对NF/PA增韧、补强效果较优。

来源：2022年第8期

《复合材料学报》期刊编辑部

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